Suyun İki Farklı Sıvı Formu

İsveç Stockholm’de bir devlet üniversitesi olan Stockholm Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı; suyun, biri yüksek yoğunluğa ve diğeri düşük yoğunluğa sahip olmak üzere iki farklı sıvı formu olduğunu kanıtladı. Bu durumu anlamak, suyu arıtma ve tuzdan arındırma süreçlerini kolaylaştırabilecek niteliğe sahiptir.

Hidrojende yeni özelliklerin ortaya çıkmasına benzer olarak, bilim insanları suyun yapısının ne kadar karmaşık olduğunu ancak keşfediyor.

Dünyadaki en temel moleküllerden biri olduğu kabul edilen su (H2O), bir değil iki sıvı faz içeriyor olabilir mi?

Bu keşfi, İsveç’teki Stockholm Üniversitesi’nden araştırmacılar yaptı ve ekip bulgularını Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) adlı mecrada yayınladı.

Suyun üç farklı fazda olduğu biliyorduk. Bunlar: sıvı su, katı buz ve su buharı.

Anlaşılan durum bu kadar basit değilmiş, su; tuhaf bir plazma benzeri fazda daha bulunabiliyormuş.

Bunun yanında, suyun bildiğimiz basit üç fazı da aslında sandığımızdan daha garip. Örneğin; Cıva haricinde; su, tüm sıvılar arasında en yüksek yüzey gerilimine sahip sıvıdır ve hemen hemen bilinen diğer tüm maddelerin aksine, dondurulduğu takdirde hacmi artar. Ayrıca, hidrojen tellürit ve hidrojen sülfit gibi diğer hidridlerin kaynama noktaları molekül büyüklüğü azaldıkça azalırken, H2O, bu kadar küçük bir moleküler ağırlık için yüksek bir kaynama noktasına sahiptir. Bilim insanları şimdiye kadar sıvı suyun bildiğimiz diğer sıvılardan farklı 70 özelliğini keşfetti. Bu bir hayli fazla!

Sıvı suyun birden fazla faza sahip olup olmadığı uzun zamandır tartışılagelen bir konu olmuştur. Bu tartışmanın kaynağı, suyun yüksek ve düşük yoğunlukta iki farklı formda buz olarak bulunabildiğinin bilinmesiydi.

Bu çalışmada; suyun amorf, camsı, donmuş bir sıvı halden viskoz bir sıvıya ve daha sonra daha az yoğunlukta daha viskoz bir sıvı hale geçişi esnasında suyun H2O molekülleri arasındaki hareketi ve mesafesini görüntülemek için iki farklı X-Ray görüntüleme tekniği ele alındı.

Gözlemler, suyun, iki farklı sıvı formunun kanıtı niteliğindeydi. Suyun, buz kristalleşmesinin yavaş olduğu düşük sıcaklıklarda iki farklı sıvı olarak var olabileceği sonucuna ulaşılmıştı.

Bu bulgular sıvı suyun yüksek ve düşük yoğunluklu formlar arasında dalgalandığı anlamına geliyor. Kullanılan iki farklı X-ray cihazı da, her iki formun da gerçekten sıvı fazlar olduğunu doğruladı. Araştırmacılardan Fivos Perakis; özellikle düşük sıcaklığa sahip olan örneğin iki faz arasında dönüşümünü izleyebildiklerini ve sıvılar için tipik olan difüzyonun olduğunu gösterdiğini dile getiriyor.

Öyleyse, oda sıcaklığındaki su, yüksek veya düşük sıcaklıktaki iki formundan hangisinde bulunması gerektiğine karar veremiyor ve bu iki faz arasında bir dalgalanma yaşamakta. Yani su iki faz arasında karmaşık ilişkiler yaşayan bir sıvıdır.